在酶作為生物催化劑的幫助下，塑料材料聚氨酯和聚乙烯醇現(xiàn)在可以在溫和的條件下進(jìn)行降解。
格賴夫斯瓦爾德大學(xué)的科學(xué)家們與德國(guó)公司科思創(chuàng)以及來自萊比錫和都柏林的團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)了相應(yīng)的方法，最近在化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威雜志《Angewandte Chemie國(guó)際版》上分別發(fā)表了兩篇文章。因此，這意味著建立一個(gè)可持續(xù)和環(huán)保的流程來回收這些聚合物是有可能的。
這有助于解決世界范圍內(nèi)的塑料垃圾問題，以這兩種大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的合成聚合物為例。
塑料目前在建筑材料、電絕緣、飲料和食品包裝、紡織品和許多其他應(yīng)用領(lǐng)域的生產(chǎn)中不可或缺。不幸的是，合成聚合物的大規(guī)模生產(chǎn)，特別是用于包裝材料的合成聚合物，已經(jīng)給環(huán)境帶來了巨大的浪費(fèi)問題。聚氨酯和聚乙烯醇聚合物約占?xì)W洲塑料產(chǎn)量的8%。
幾年來，實(shí)現(xiàn)塑料環(huán)保回收的方法一直是人們深入研究的主題。這不僅可以緩解環(huán)境污染，還可以減少化學(xué)制造新塑料所需的化石原料。此外，目前焚燒塑料垃圾的垃圾焚燒廠排放的溫室氣體CO2將減少。
聚氨酯用于生產(chǎn)床墊、保溫材料、熱塑性彈性體（如運(yùn)動(dòng)鞋）和涂料（密封劑、膠粘劑、涂料）。雖然降解這些化合物的化學(xué)方法已經(jīng)被開發(fā)出來，但由于需要高溫和高壓，它們也消耗大量的能量。
使用微生物或酶作為天然生物催化劑的生物技術(shù)方法是一種替代方法，因?yàn)樗鼈兡軌蛟诓怀^40°C的適度溫度下進(jìn)行降解，特別是循環(huán)利用——分離出原料來制造新的塑料，而且不使用化學(xué)試劑。
格賴夫斯瓦爾德大學(xué)生物化學(xué)研究所的Uwe Bornscheuer教授的團(tuán)隊(duì)與科思創(chuàng)公司的科學(xué)家一起，現(xiàn)在已經(jīng)確定了關(guān)鍵的酶，它們能夠在化學(xué)預(yù)處理后將聚氨酯降解成其組成原料。
格賴夫斯瓦爾德大學(xué)博士生Yannick Branson 表示：“尋找這些特定的生物催化劑是非常費(fèi)力的，因?yàn)槲覀儽仨毢Y選出大約200萬個(gè)候選酶，以便發(fā)現(xiàn)前三種酶，這些酶被證明能夠打破聚氨酯中存在的特殊化學(xué)鍵。”
格賴夫斯瓦爾德大學(xué)Uwe Bornscheuer教授進(jìn)一步解釋說：“有了這一突破性的發(fā)現(xiàn)，我們現(xiàn)在有了先決條件，可以利用蛋白質(zhì)工程的方法對(duì)這些生物催化劑進(jìn)行定制設(shè)計(jì)，旨在開發(fā)聚氨酯的工業(yè)回收�！�
科思創(chuàng)生物技術(shù)能力中心負(fù)責(zé)人Gernot Jäger博士補(bǔ)充道：“利用這些新發(fā)現(xiàn)的酶，我們更加接近我們的目標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)聚合物行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)�！�
聚乙烯醇（PVA）具有多種特性，也被廣泛使用，例如用于纖維的涂層和包裝的薄膜。到目前為止，還沒有成熟的工藝來降解PVA。在這里，Bornscheuer教授的團(tuán)隊(duì)與都柏林大學(xué)的聚合物專家和萊比錫的科學(xué)家一起開發(fā)生物技術(shù)工藝的基本原理。PVA的降解可以通過三種不同的酶的巧妙組合來實(shí)現(xiàn)，然后這些酶能夠以逐步的方式改變聚合物，獲得聚合物的碎片，然后可以用于其回收。
